水閘設計文字說明

2022-09-15 00:15:11 字數 3046 閱讀 3709

(1)設計流量及水位組合

****閘位於唐松河尾部、伏堆河匯流口上游,自排松林蕩圩區35.71km2澇水入唐響河。當唐響河高水無法下洩時,關閉****閘,由松林蕩排澇站反向抽排入黃河故道。

****閘控制排澇面積35.71km2,10年一遇自排模數1.29m3/s/km2,推算得設計自排流量46.

1m3/s;排澇水位考慮遠期唐響河按10年一遇排澇標準疏浚,唐響河閘上10年一遇預排預降水位為1.5m,推算得****閘下設計水位為2.9m。

****閘特徵水位組合見表5.5.1。

表5.5.1****閘特徵水位組合成果表

(2)工程總體布置

****閘室為平底板寬頂堰型式,上下游第一節翼牆均採用圓弧扶壁式結構;閘孔為三孔,單孔淨寬3.5m;閘室底板順水流向長11.0m,垂直水流向總寬13.

70m;閘室底板頂高程-1.00m,閘頂高程5.50m,消力池頂高程-1.

50m,河道底高程-1.00m;上游護坦長8.0m,漿砌塊石護底長10.

0m;下游消力池長10.0m,海漫長16.0m,防沖槽深1.

5m;工作橋及排架採用鋼筋混凝土固支結構,工作橋為「π」型,上設啟閉機房,工作閘門採用三扇3.5m×3.5m平面鋼閘門,配lq-12t手電兩用螺桿式啟閉機3台套;交通橋採用現澆混凝土固支結構,橋面總寬5.

5m。(3)閘頂高程計算

根據《水閘設計規範》(sl265-2001)4.2.4條,水閘閘頂高程應根據擋水和洩水兩種運用情況確定。

擋水時,閘頂高程不應低於水閘正常蓄水位(或最高擋水位)加波浪計算高度與相應安全超高之和;洩水時,閘頂高程不應低於設計洪水位(或校核洪水位)與相應安全超高值之和。

本工程擋水為控制工況:閘頂高程不應低於水閘設計最高擋水位加波浪計算高度與相應安全超高值之和。經計算,設計防洪水位4.

55m時閘頂高程為:h=4.55+△h=4.

55+0.28+0.20=5.

03(m),故閘頂高程取5.50m。

(4)孔徑計算

根據《水閘設計規範》(sl265-2001)寬頂堰計算方法,堰流處於高淹沒狀態,採用下式進行計算,計算結果見表5.5.2。

式中:b0-閘孔總淨寬(m);

q-過閘流量(m3/s);

h0-計入行進流速水頭的上游水深(m);

hs-下游水深(m);

g-重力加速度,g=9.8m/s2;

μ0-淹沒堰流的綜合流量係數。

表5.5.2 孔徑計算成果表

計算流量大於設計流量,結果滿足要求。由於本工程所在河道實際河口較寬,根據《水閘設計規範》閘室總寬度與河道寬度相適應原則,考慮到河閘配套及美觀要求,確定****閘為3孔,每孔淨寬3.5m。

(5)消能防沖計算

①消力池深度計算

根據《水閘工程設計規範》公式計算,

消力池深度:

式中:d—消力池深度(m);

—水躍淹沒係數,採用1.05;

—躍後水深(m);

—收縮水深(m);

—水流動能校正係數,採用1.05;

—過閘單寬流量, =3.75(m2/s);

—消力池首端寬度, =12.3(m);

—消力池末端寬度, =22.0(m);

—由消力池底板頂面算起的總勢能(m);

—出池落差(m);

—出池河床水深, =2.5(m)。

②消力池長度計算

式中:lsj—消力池長度(m);

ls—消力池斜坡段水平投影長度(m);

β—水躍長度校正係數,採用0.7;

lj—水躍長度(m)。

③消力池底板厚度計算

式中:△h』—上下游水位差,△h』=1.0(m);

k1—消力池底板計算係數,k1=0.2;

q—過閘單寬流量, =3.75(m2/s)。

④海漫長度計算

式中:lp—海漫長度(m);

ks—海漫長度計算係數,取10.0;

qs—消力池末端單寬流量。

⑤拋石防沖槽深度計算

式中:d』—海漫末端河床沖刷深度;

q"—海漫末端的單寬流量,q"=2.094m/s;

υ0—河床允許的不衝流速,v0=0.8m/s;

hm—海漫末端水深,hm=2.50m。

****閘消能計算成果如表5.5.3、表5.5.4。

表5.5.3消能計算成果表

表5.5.4防沖槽計算成果表

(6)閘身防滲計算

根據《水閘設計規範》,閘身防滲計算公式如下:

l=c*△h

式中:l—防滲長度;

△h—上下游水位差,△hmax=2.37m;

c—允許滲徑系數值,粘土有濾層3~2,無濾層4~3。

防滲計算成果見表5.5.5。

表5.5.5 閘身防滲計算一覽表

(7)閘身穩定計算

計算公式:

式中:—閘室基底應力的最大值或最小值(kpa);

σg—作用在閘室上的全部豎向荷載(kn);

σm—作用在閘室上的全部豎向和水平向荷載對於基礎底面垂直水流方向的形心軸的力矩(

b—計算閘室段的寬度(m);

l—底板長度(m );

—沿閘室基底面的抗滑穩定安全係數;

—閘室基底面與地基之間的摩擦係數,f=0.25;

—作用在閘室上的全部水平向荷載(kn)。

計算成果見表5.5.6。

表5.5.6閘身穩定計算成果表

經計算,水閘底板位於第三層灰色淤泥質土上,該層土地基承載力55kp,不滿足閘底板承載力要求,需進行地基處理。地基處理採用打phc砼預應力管樁方式,管樁直徑φ40cm,樁間距150cm,地基處理後的閘室穩定計算結果滿足規範要求。

(8)上、下游翼牆穩定計算

穩定計算原理同閘室穩定計算,具體計算結果詳見表5.5.7。

表5.5.7 翼牆穩定成果表

經計算,擋土牆底板位於第三層灰色淤泥質土上,地基承載力55kp,承載力不滿足擋土牆底板承載力要求,需進行地基處理。地基處理採用打phc砼預應力管樁方式,管樁直徑φ40cm,樁間距150cm。地基處理後的上下游翼牆完建期、執行期及擋洪期抗滑安全係數、地基應力不均勻係數滿足設計要求。

****閘工程設計成果見下表5.5.8。

表5.5.8****閘工程設計成果表

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